如何在Rust中使用不同的线程向文件写入数据？

Question

我正在尝试找到一种方法，用于在不同线程中锁定文件的写入。正确的方式是什么？ 我不想因为性能问题每次需要写入时都打开和关闭文件。

我尝试过的代码如下：

use std::{fs, mem, thread};
use std::os::unix::prelude::FileExt;
use std::sync::{Arc, Mutex};


const COUNT: usize = 1000;


fn main() {
    let file: fs::File = fs::File::create("foo.txt").unwrap();

    let v: [u32; COUNT] = [6; COUNT];

    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));

    let mut threads = Vec::new();
    for _ in 0..COUNT {
        let counter = Arc::clone(&counter);

        let thread = thread::spawn(move || {
            let mut i = counter.lock().unwrap();

            let offset = (mem::size_of::<u32>() * (*i)) as u64;
            let bytes = unsafe { mem::transmute::<u32, [u8; 4]>(v[*i]) };
            file.write_all_at(&bytes, offset).unwrap();

            *i += 1;
        });
        threads.push(thread);
    }

    for thread in threads {
        thread.join().unwrap();
    }
}

这会导致错误：

move occurs because `file` has type `std::fs::File`, which does not implement the `Copy` trait

据我理解，文件对象在线程之间无法轻松共享。我猜想，在处理此问题的整个方法方面，我可能做错了什么。那么，在Rust中从不同的线程写入文件的正确方式是什么？

- Fomalhaut

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只需像为 counter 一样为 file 创建另一个 Arc<Mutex> 即可。 - Aplet123

或者，您可以使用 Vec<u8>，然后可变地借用线程所需的部分，并最终使用 file.write_all(&vec) 写入文件。 - vallentin

Answer 1

您可以使用 Arc 和 Mutex 将文件包装起来，这样它就可以在线程之间共享，并且一次只能被一个线程更改：

fn main() {
    let file = Arc::new(Mutex::new(File::create("foo.txt").unwrap()));

    let v: [u32; COUNT] = [6; COUNT];

    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));

    let mut threads = Vec::new();
    for _ in 0..COUNT {
        let counter = Arc::clone(&counter);
        let file = Arc::clone(&file);

        let thread = thread::spawn(move || {
            let mut i = counter.lock().unwrap();
            let file = file.lock().unwrap();

            let offset = (mem::size_of::<u32>() * (*i)) as u64;
            let bytes = unsafe { mem::transmute::<u32, [u8; 4]>(v[*i]) };
            file.write_all_at(&bytes, offset).unwrap();

            *i += 1;
        });
        threads.push(thread);
    }

    for thread in threads {
        thread.join().unwrap();
    }
}

注意，std::os::unix::fs::FileExt中的读写方法需要对self进行不可变引用。这意味着上面的代码如果没有Mutex也会编译通过，因为并发由操作系统内核管理。但是，由于多个线程可能同时尝试写入文件，结果是不确定的，这可能不是您想要的。

- Ibraheem Ahmed